Question

向27.2g Cu和Cu₂O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L，固體物質完全反應，生成NO和Cu（NO₃）₂．在所得溶液中加入1.0mol?L^-1的NaOH溶液1.0L，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質量為39.2g．求
①混合物中Cu的質量
②產生的NO在標準狀況下的體積．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：①在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，質量為39.2g，氫氧化銅的物質的量為：

39.2g

98g/mol

=0.4mol，根據銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol；
設Cu和Cu₂O的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量及Cu元素物質的量列方程計算二者的物質的量，再計算出銅的質量；
②利用電子轉移守恒計算n（NO），再根據V=nVm計算NO的體積．

解答： 解：①在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，質量為39.2g，Cu（OH）₂的物質的量為：

39.2g

98g/mol

=0.4mol，
根據銅元素守恒有：n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，
所以反應后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol．
設Cu和Cu₂O的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量可得：64x+144y=27.2，
根據銅元素守恒有：x+2y=0.4，
聯立方程解得：x=0.2，y=0.1，
所以混合物中銅的質量為：64g/mol×0.2mol=12.8g，
答：混合物中Cu的質量為12.8g；
②根據電子轉移守恒可知：3n（NO）=2n（Cu）+2n（Cu₂O），
即：3n（NO）=2×0.2mol+2×0.1mol，
解得：n（NO）=0.2mol，
所以標準狀況下NO的體積為：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
答：產生的NO在標準狀況下的體積為4.48L．

點評：本題考查銅及其化合物知識、氧化還原反應的計算，題目難度中等，明確反應過程、反應原理為解答關鍵，注意守恒思想在化學計算中的應用方法．